分子影像學(xué)
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分子影像學(xué)(molecularimaging)是運(yùn)用影像學(xué)手段顯示組織水平、細(xì)胞和亞細(xì)胞水平的特定分子,反映活體狀態(tài)下分子水平變化,對(duì)其生物學(xué)行為在影像方面進(jìn)行定性和定量研究的科學(xué)因此,分子影像學(xué)是將分子生物學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興的邊緣學(xué)科"經(jīng)典的影像診斷(CT、MRI等)主要顯示的是一些分子改變的終效應(yīng),具有解剖學(xué)改變的疾病;而分子影像學(xué)通過發(fā)展新的工具、試劑及方法,探查疾病過程中細(xì)胞和分子水平的異常,在尚無解剖改變的疾病前檢出異常,為探索疾病的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸,評(píng)價(jià)藥物的療效,為分子水平疾病的治療開啟了一片嶄新的天地。
影像醫(yī)學(xué)發(fā)展到現(xiàn)在逐漸形成了3個(gè)主要的陣營(yíng):(1)經(jīng)典醫(yī)學(xué)影像學(xué):以X線、CT、MRI、超聲成像等為主,顯示人體解剖結(jié)構(gòu)和生理功能;(2)以介入放射學(xué)為主體的治療學(xué)陣營(yíng)(3)分子影像學(xué):以MRI、PET、光學(xué)成像及小動(dòng)物成像設(shè)備等為主,可用于分子水平成像"三者是緊密聯(lián)系的一個(gè)整體,相互印證,相互協(xié)作"以介入放射學(xué)為依托,使目的基因能更準(zhǔn)確到達(dá)靶位,通過分子成像設(shè)備又可直接顯示治療效果和基因表達(dá)。因此,分子影像學(xué)對(duì)影像醫(yī)學(xué)的發(fā)展有很大的推動(dòng)作用,使影像醫(yī)學(xué)從對(duì)傳統(tǒng)的解剖、生理功能的研究,深入到分子水平的成像,去探索疾病的分子水平的變化,將對(duì)新的醫(yī)療模式的形成和人類健康有著深遠(yuǎn)的影響。
分子影像新技術(shù)有著巨大的潛力"新技術(shù)將在表現(xiàn)型
改變顯示之前提供早期疾病檢測(cè),新技術(shù)對(duì)疾病的診斷更加具有合理性,在分子水平上,新技術(shù)可評(píng)估被治療靶目標(biāo)的效果"例如就癌癥而言,當(dāng)前檢測(cè)疾病的參數(shù)只能了解腫瘤體積大小和解剖定位,分子影像新技術(shù)可發(fā)展到獲得許多新的檢測(cè)參數(shù),如腫瘤生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)評(píng)估!惡變前的分子異常檢測(cè)!血管發(fā)生生長(zhǎng)因子!腫瘤細(xì)胞標(biāo)記物!基因改變等"活體分子成像可允許無損生物體微環(huán)境的狀況下進(jìn)行發(fā)病機(jī)制的研究,可幫助破譯復(fù)雜的分子運(yùn)動(dòng)軌跡"此外,分子影像有可能通過活體實(shí)時(shí)分子靶目標(biāo)評(píng)估來促進(jìn)藥物發(fā)展。分子成像與影像導(dǎo)引治療系統(tǒng)結(jié)合,使我們有可能在識(shí)別疾病的同時(shí)即進(jìn)行直接治療。
分子醫(yī)學(xué)影像技術(shù)是顯示肉眼或其他技術(shù)無法或難以認(rèn)識(shí)的人體生命信息的醫(yī)學(xué)影像方法"首先,分子影像可以提高臨床診治疾病的水平"許多疾病始于基因和基因表達(dá)異常,繼而代謝失常!功能障礙,最后才表現(xiàn)出組織形態(tài)變化和癥狀體征"只有在分子水平發(fā)現(xiàn)疾病,才能真正達(dá)到早早期診斷并針對(duì)性治療,如基因治療"另外,分子影像可提示腫瘤的惡性程度和預(yù)后"分子影像還可提供獨(dú)特的診斷能力,通過觀察代謝改變,可以在腫瘤化療開始數(shù)天內(nèi),明確化療是否有效,以便及時(shí)調(diào)整用藥"分子影像技術(shù)的優(yōu)勢(shì),源于它是連接分子生物學(xué)等學(xué)科和臨床醫(yī)學(xué)的橋梁"近年來,分子生物學(xué)突飛猛進(jìn),特別是人類基因組計(jì)劃的完成,對(duì)人體和生命科學(xué)產(chǎn)生著巨大的影響"分子影像技術(shù)是影像醫(yī)學(xué)近年來最大的進(jìn)步,也代表了今后醫(yī)學(xué)影像技術(shù)發(fā)展的方向"它對(duì)現(xiàn)代和未來醫(yī)學(xué)模式將會(huì)產(chǎn)生革命性的影響"。
近10多年,分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)學(xué)科之間產(chǎn)生了積極的
互動(dòng),放射學(xué)科也正經(jīng)歷著這一過程,影像學(xué)家正積極主動(dòng)地將研究的問題向分子水平深入"在分子影像學(xué)中,最的是開發(fā)新的探針和新的影像技術(shù),新探針的研制和開發(fā)吸引著大多數(shù)分子影像學(xué)家的注意"目前1個(gè)重要的目標(biāo)是設(shè)計(jì)定位于信使RNA的蛋白探針從而直接評(píng)估內(nèi)源基因的表達(dá)"新探針的開發(fā)必然有利于推動(dòng)新的影像技術(shù)的發(fā)展,而對(duì)整個(gè)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生影響"內(nèi)源性基因表達(dá)的顯像是目前各個(gè)影像技術(shù)的難題,但真正的內(nèi)源性基因表達(dá)顯像卻具有極為重要的意義"如果能夠極為方便的對(duì)內(nèi)源性基因顯像,我們就有可能發(fā)現(xiàn)某個(gè)基因在何時(shí)!何處!何種水平上發(fā)生了突變或重組等,從而在疾病的早期階段發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行基因治療而得以根治疾病"影像技術(shù)的繼續(xù)改進(jìn),新的影像技術(shù)的開發(fā)也將是分子影像學(xué)研究的1個(gè)面"空間分辨率的改進(jìn)允許對(duì)荷載人體疾病的小鼠顯像,而這些顯像的結(jié)果有望用于臨床實(shí)踐中"不同影像設(shè)備的圖像融合應(yīng)用于基因表達(dá)顯像應(yīng)有望改進(jìn)其能力"PET和MRI的融合圖像已有報(bào)道,但其費(fèi)用更大"PET和CT圖像融合可能會(huì)是以后研究的重點(diǎn),其融合的目的在于:改進(jìn)圖像質(zhì)量;通過PET獲得的生物學(xué)信息與CT獲得的解剖信息結(jié)合更好地確定患病組織周圍的水腫!壞死及手術(shù)結(jié)果的評(píng)價(jià);CT可以獲得診斷信息,指導(dǎo)手術(shù)與放療計(jì)劃的制定!進(jìn)行CT引導(dǎo)下的取材活檢。微MRI(microMRI)也會(huì)是今后小動(dòng)物基因表達(dá)顯像研究的1個(gè)向"另外,本領(lǐng)域的研究應(yīng)有分子生物學(xué)家!影像學(xué)家!細(xì)胞生物學(xué)家!干細(xì)胞生物學(xué)家及免疫學(xué)家的積極參與"分子影像學(xué)作為分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)影像學(xué)之間的橋梁學(xué)科,其間產(chǎn)生積極的互動(dòng)會(huì)有力地推動(dòng)分子影像學(xué)的健康發(fā)展"在有我國(guó)參與的人類基因組計(jì)劃的研究草圖已發(fā)表的今天,鼓勵(lì)我國(guó)年輕的影像學(xué)醫(yī)師學(xué)習(xí)分子生物學(xué)知識(shí),積極從事本方面的研究是很有必要的;與此同時(shí),正如程英升等呼吁的那樣,有關(guān)分子影像學(xué)的研究還需要多方面的熱情關(guān)注,也只有這樣,我們才能迎頭追趕世界的動(dòng)向,為我國(guó)放射醫(yī)學(xué)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
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